粗糙脉胞菌降解水稻秸秆初期转录组分析

摘要

水稻油菜轮作制度是华中地区最具代表性的耕作制度,但水稻收获后的秸秆清理和还田效果会影响后续油菜的播种和收获。利用微生物降解秸秆是解决这一问题的有效途径之一。前期研究发现,粗糙脉孢菌接种至水稻秸秆,培养48 h时秸秆有明显降解现象,因此,本研究通过转录组测序技术研究分析比较接种在PDA培养基上和接种在水稻秸秆上培养48 h时粗糙脉孢菌的差异表达基因,以探讨其降解机理。结果表明,两者间共存在3329个显著差异表达基因,GO(gene ontology)功能注释分析发现,这些基因主要富集在生物过程类,表达差异较大的基因主要参于核苷酸代谢、蛋白质代谢及与内膜系统;KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集分析发现,这些差异表达基因的功能主要涉及半乳糖代谢、果糖和甘露糖代谢、氧化磷酸化、次生代谢产物的生物合成和核糖体,在这些代谢途径中筛选到的与降解秸秆相关的酶系多数为上调表达。在这些代谢途径中,推测粗糙脉孢菌主要通过半乳糖代谢、果糖和甘露糖代谢来降解水稻秸秆。以上研究可为更高效地利用粗糙脉孢菌降解秸秆提供新的理论依据和一定的技术支持。